Kiến thức về dòng điện trong kim loại ( ví dụ có lời giải chi tiết)

Công thức dòng điện trong kim loại

Các vấn đề cơ bản của dòng điện trong kim loại là những vấn đề liên quan đến điện trở và điện trở suất. bạn đọc cùng tìm hiểu bài giải chi tiết bài tập dưới đây để biết cách làm.

kiến ​​thức tốt về dòng điện trong kim loại

i – tóm tắt kiến ​​thức

– dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do.

– Trong chuyển động, các electron tự do luôn va chạm với các ion trong mạng tinh thể và truyền một phần động năng cho chúng. va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của vật dẫn kim loại.

– dòng điện qua dây dẫn (i = n_ {0} .e.s.v ).

ở đâu:

n0 là mật độ của các electron tự do (hạt / m3 hoặc m-3).

e là điện tích của 1 electron (e = 1,6.10-19c)

v là tốc độ trung bình của các electron tự do (m / s).

s là tiết diện của dây dẫn (m2).

– điện trở của dây dẫn: (r = frac {1} {n_ {0} .e. mu e}}. frac {l} {s} = rho. frac {l} { s} )

ở đâu:

l là chiều dài của dây dẫn (m)

Xem thêm: CPI là gì? Ý nghĩa, công thức, cách tính chỉ số giá tiêu dùng?

μe là độ linh động của các electron tự do trong kim loại dẫn.

( rho ) là điện trở suất của kim loại (Ω.m).

s là tiết diện của dây dẫn (m2)

– điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ: ( rho = rho 0} [1 + α (t-t_ {0})] )

Xem Thêm : 20 công thức trong Excel quan trọng bạn nên biết đến

a là hệ số nhiệt điện trở (đơn vị k-1); ( rho ) 0 là điện trở suất ở 00c

– Vật liệu siêu dẫn là vật liệu có điện trở giảm đến 0 khi nhiệt độ t≤tc. trong đó tc là nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn.

– suất điện động nhiệt động: ( xi ) = at (t1 – t2)

ii – một số lưu ý khi giải bài tập

– Tính toán các đại lượng liên quan đến chuyển động có hướng của các electron tự do trong kim loại. áp dụng công thức: (i = n_ {0} .e.s.v; delta q = i. delta t )

– chiều chuyển dời có hướng của các êlectron tự do ngược chiều với chiều của dòng điện.

– cũng sử dụng các công thức: (n_ {0} = frac {n} {v}; r = rho. frac {l} {s}; rho = rho _ {0} [1 + alpha (t-t_ {0})] ) hoặc (r = r_ {0} [1+ alpha (t-t_ {0})]; r = frac {u ^ {2}} { p} )

Ví dụ 1: Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện d = 2 mm, có dòng điện có cường độ i = 5a chạy qua. cho biết mật độ electron tự do là n0 = 8,45.1028m-3. tính tốc độ trung bình của các electron trong chuyển động có hướng của chúng?

giải pháp:

Xem thêm: 7 cách làm nước sốt bánh mì đậm đà, ăn càng thêm ngon | VinID

trong khoảng thời gian ∆t, êlectron chuyển động qua tiết diện s một đoạn ∆s = v.∆t.

= & gt; tải trọng vượt qua diện tích mặt cắt ngang trong thời gian ∆t là: ( delta q = n.e = n_ {0} .v.e = n_ {0} .s.v. delta t.e )

thì cường độ dòng điện là: (i = frac { delta q} { delta t} = n_ {0} .s.v.e )

thay thế số để nhận:

ví dụ 2: một bóng đèn (220v – 100w) khi bật bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 25000c. Xác định điện trở của đèn khi sáng bình thường và khi không sáng, biết nhiệt độ môi trường là 200C. cho biết: dây tóc làm bằng vonfram (a = 4,5.10-3k-1).

giải pháp:

– điện trở của đèn khi bật:

adct: (r_ {s} = frac {u ^ {2}} {p} = frac {220 ^ {2}} {100} = 484 omega )

– điện trở của đèn khi không bật:

Xem Thêm : Định Lý Viet Và Ứng Dụng Trong Phương Trình

ta có: rs = r0. [1 + (2500 – 20) .a] ​​và rt = r0. do đó:

iii – thực hành

câu 10.1. Chứng minh công thức xác định dòng điện i chạy qua một vật dẫn kim loại có dạng i = e.n.s.v, trong đó e là độ lớn của điện tích electron, n là mật độ electron trong kim loại, s là tiết diện của Dây và v là tốc độ trôi của electron.

cụm từ 10.2. một sợi dây bạch kim ở 200c có điện trở suất ( rho ) 0 = 10,6.10-8Ω.m. Tính điện trở suất ( rho ) của bạch kim ở 10200C. hệ số nhiệt điện trở a = 3,9.10-3k-1.

cụm từ 10.3. kết nối cặp nhiệt điện bằng đồng-hằng số với milivôn kế trong một mạch kín. nhúng vật hàn thứ nhất vào nước đá nóng chảy, vật hàn thứ hai vào nước sôi thì milivôn kế chỉ 4,25mv. tính hệ số nhiệt điện động trong?

Xem thêm: Hệ số nợ là gì? Công thức tính và tổng quan về hệ số nợ?

lời cầu nguyện 10.4. nguyên tử khối của đồng là 64g / mol, khối lượng riêng của đồng là 8,9.103kg / m3. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng giải phóng 2 êlectron dẫn.

a) tính mật độ của các electron trong đồng.

b) Một dây đồng có tiết diện 30 mm2, có dòng điện 40a chạy qua. Tính tốc độ của êlectron trong dây đó?

cụm từ 10.5. Để nối đường dây tải điện từ điểm a đến điểm b ta cần dùng 1500 kg dây nhôm. Nếu thay dây nhôm bằng dây sắt mà vẫn giữ nguyên chất lượng truyền tải điện thì ta chỉ cần dùng bao nhiêu kg dây sắt. ông nói rằng khối lượng riêng của nhôm là 2700 kg / m3, của sắt là 7800 kg / m3; Điện trở suất của nhôm là 2,75.10-8Ω.m, của sắt là 9,68.10-8Ω.m.

cụm từ 10.6. một dây dẫn bằng nhôm có khối lượng nguyên tử là 27g / mol và khối lượng riêng là 2700kg / m3, điện trở suất 2,75.10-8Ω.m. Biết rằng nhôm có hóa trị 3 và mỗi nguyên tử nhôm giải phóng 3 electron dẫn. Tính mật độ electron tự do của nhôm?

cụm từ 10.7. một bóng đèn (220v – 75w) khi bật bình thường thì nhiệt độ của dây tóc là 20000c. Xác định điện trở của đèn trong điều kiện chiếu sáng bình thường và khi nhiệt độ của dây tóc là 500 ° C. cho biết dây tóc được làm bằng vonfram (a = 4,5.10-3k-1).

cụm từ 10.8. Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện d = 1 mm, có dòng điện chạy qua với tốc độ 0,12 mm / s. cho biết mật độ êlectron tự do là n0 = 8,45.1028 êlectron / m3. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn? phải dùng hiệu điện thế 110v để cung cấp dòng điện trong dây dẫn đó, tính chiều dài của dây đồng trên? cho ( rho ) vnd = 1,7.10-8w.m.

cụm từ 10.9. một bóng đèn (220v – 75w) có dây tóc bằng vonfram. điện trở của dây tóc bóng đèn ở 200c là r0 = 121Ω. Tính nhiệt độ t của dây tóc bóng đèn khi đèn sáng bình thường. cho hệ số nhiệt điện trở (a = 4,5.10-3k-1).

cụm từ 10.10. bóng đèn dây tóc (220v – 100w) khi bật bình thường thì nhiệt độ của nó là 24850c, điện trở của nó lớn gấp 12,1 lần điện trở của nó ở 200c. tính nhiệt điện trở a và r0 của bóng đèn ở 200c.

cụm từ 10.11. cho bảng số liệu về sự phụ thuộc của suất điện động của cặp nhiệt điện sắt – hằng số vào hiệu số nhiệt độ của hai đầu mối hàn. tính hệ số nhiệt điện động αt của cặp nhiệt điện này?

tất cả nội dung của bài viết. xem thêm và tải xuống tệp chi tiết bên dưới:

tải xuống

Trắc nghiệm Vật lý lớp 11 – Xem ngay

Nguồn: https://truongxaydunghcm.edu.vn
Danh mục: Công thức

Related Articles

Back to top button